本發(fā)明涉及一種注漿效果等級評價方法，尤其適用于隧道及地下工程注漿效果等級評價方法及系統(tǒng)。

背景技術：

注漿屬于隱蔽工程，注漿施工完成后，其質量好壞、防滲效果如何均無法得到全面、準確的驗證，對注漿效果不準確甚至錯誤的評價會導致嚴重的安全事故。目前常用效果評價方法，都只是對注漿效果做出初步的定性分析，經驗性強，缺乏定量的評判標準，且難以獲取各種不同方法的綜合評價結果，給注漿后的隧道開挖等施工決策帶來較大的盲目性。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的第一目的提供一種隧道及地下工程注漿效果等級評價方法，該方法運用模糊數(shù)學理論，采用層次分析法對注漿效果進行綜合分析，將注漿效果進行等級量化。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

本發(fā)明的一種隧道及地下工程注漿效果等級評價方法，包括以下步驟：

步驟(1)：建立注漿效果評價等級一級指標，由影響一級指標的相應因素確定為二級指標，量化各二級指標的評價等級，確定注漿效果評價等級層次模型；

步驟(2)：根據注漿效果評價等級層次模型，確定一、二級評價指標的權向量，進而得出各影響因素對總目標的影響權值；

步驟(3)：分別賦予指標評價等級具體數(shù)值，再結合各影響因素對總目標的影響權值，利用模糊矩陣單值化方法確定出注漿加固效果等級。

進一步的，所述步驟(1)中注漿效果評價等級一級指標包括：注漿量分析法、檢查孔法、p-q-t曲線法和地球物理探測法；

二級指標包括：

注漿量分析法的影響因素：注漿總量以及注漿量與地層匹配性；

檢查孔法的影響因素：涌水量和取芯情況；

p-q-t曲線法的影響因素：p-t曲線及q-t曲線；

地球物理探測法的影響因素：地質雷達法與瞬變電磁法。

進一步的，所述步驟(2)中確定二級評價指標的權向量的過程包括：

結合注漿效果評價等級層次模型，建立評價影響因素的比較判斷矩陣，對各因素重要性程度賦值并對比較判斷矩陣進行計算，進而得到二級評價指標的權向量。

進一步的，在步驟(2)中確定二級評價指標的權向量的過程，還包括：采用一致性指標來衡量比較判斷矩陣的一致程度。

進一步的，所述步驟(2)中確定一級評價指標的權向量的過程包括：

針對不同地質特點及施工開挖安全要求，確定一級指標的重要程度；

再結合注漿效果評價等級層次模型，進而得到一級評價指標的權向量。

本發(fā)明的第二目的是提供一種隧道及地下工程注漿效果等級評價系統(tǒng)。

本發(fā)明的一種隧道及地下工程注漿效果等級評價系統(tǒng)，包括：

等級層次模型確定模塊，其用于建立注漿效果評價等級一級指標，由影響一級指標的相應因素確定為二級指標，量化各二級指標的評價等級，確定注漿效果評價等級層次模型；

影響權值計算模塊，其用于根據注漿效果評價等級層次模型，確定一、二級評價指標的權向量，進而得出各影響因素對總目標的影響權值；

注漿加固效果等確定模塊，其用于分別賦予指標評價等級具體數(shù)值，再結合各影響因素對總目標的影響權值，利用模糊矩陣單值化方法確定出注漿加固效果等級。

進一步的，注漿效果評價等級一級指標包括：注漿量分析法、檢查孔法、p-q-t曲線法和地球物理探測法；

二級指標包括：

注漿量分析法的影響因素：注漿總量以及注漿量與地層匹配性；

檢查孔法的影響因素：涌水量和取芯情況；

p-q-t曲線法的影響因素：p-t曲線及q-t曲線；

地球物理探測法的影響因素：地質雷達法與瞬變電磁法。

進一步的，在所述影響權值計算模塊中，結合注漿效果評價等級層次模型，建立評價影響因素的比較判斷矩陣，對各因素重要性程度賦值并對比較判斷矩陣進行計算，進而得到二級評價指標的權向量。

進一步的，在所述影響權值計算模塊中，還采用一致性指標來衡量比較判斷矩陣的一致程度。

進一步的，在所述影響權值計算模塊中，針對不同地質特點及施工開挖安全要求，確定一級指標的重要程度；再結合注漿效果評價等級層次模型，進而得到一級評價指標的權向量。

本發(fā)明有益效果：

(1)針對影響注漿治理效果評價的復雜因素，提出了一種合理的評價方法，運用模糊數(shù)學理論，基于層次分析法建立二級評價數(shù)學模型，計算出評價體系中各因素的影響權值，將人的主觀性進行數(shù)學表達，對注漿效果進行等級量化，使注漿效果等級評價更加客觀、準確。

(2)針對影響注漿治理效果評價的復雜因素，提出了一種合理的評價系統(tǒng)，該系統(tǒng)運用模糊數(shù)學理論，基于層次分析法建立二級評價數(shù)學模型，計算出評價體系中各因素的影響權值，將人的主觀性進行數(shù)學表達，對注漿效果進行等級量化，使注漿效果等級評價更加客觀、準確。

附圖說明

圖1為本發(fā)明注漿效果等級評價因素示意圖。

圖2為本發(fā)明的隧道及地下工程注漿效果等級評價方法流程圖。

圖3為本發(fā)明的隧道及地下工程注漿效果等級評價系統(tǒng)結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。

圖1為本發(fā)明注漿效果等級評價因素示意圖。

如圖1所示，本發(fā)明的注漿效果評價等級一級指標包括：注漿量分析法、檢查孔法、p-q-t曲線法和地球物理探測法；

二級指標包括：

注漿量分析法的影響因素：注漿總量以及注漿量與地層匹配性；

檢查孔法的影響因素：涌水量和取芯情況；

p-q-t曲線法的影響因素：p-t曲線及q-t曲線；

地球物理探測法的影響因素：地質雷達法與瞬變電磁法。

圖2為本發(fā)明的隧道及地下工程注漿效果等級評價方法流程圖。

如圖2所示，本發(fā)明的一種隧道及地下工程注漿效果等級評價方法，包括以下步驟：

步驟(1)：建立注漿效果評價等級一級指標，由影響一級指標的相應因素確定為二級指標，量化各二級指標的評價等級，確定注漿效果評價等級層次模型。

步驟(2)：根據注漿效果評價等級層次模型，確定一、二級評價指標的權向量，進而得出各影響因素對總目標的影響權值；

結合層次模型結構，對評價影響因素建立比較判斷矩陣a，采用1-9級比例標度對各因素重要性程度賦值并對矩陣進行計算，一般情況下，將aii的權重定義為：

其中，cr＝ci/ri，ci＝(λmax-n)/(n-1)；λmax為一致性矩陣的最大特征根；n為成對比較的因子。

一級指標權向量的確定是針對不同地質特點及施工開挖安全要求，確定一級指標的重要程度，根據前邊二級指標的計算結果確定一級指標的判斷矩陣(有一定的方法確定)，然后按照二級指標確定權向量的方法確定一級指標權向量，得到權值。

步驟(3)：分別賦予指標評價等級具體數(shù)值，再結合各影響因素對總目標的影響權值，利用模糊矩陣單值化方法確定出注漿加固效果等級。

根據評價影響因素及評價等級建立單因素模糊評價矩陣，得到二級指標的評價矩陣，對二級指標綜合評價得到一級指標的評價矩陣，最后對一級指標進行綜合評價。其中，評判結果為：

m—評價結果；

ai—評價等級具體數(shù)值(即評價等級賦值)；

ri—一級指標層對評語集的隸屬向量，即一級評價結果；

n—一級評價指標數(shù)(即某層的因素數(shù))。

本發(fā)明的隧道及地下工程注漿效果等級評價方法，該方法將注漿效果評價等級以分為優(yōu)、良、中、差四個級別為例：

實現(xiàn)注漿效果評價從定性、經驗性向化和半定量化的轉變。

江西鐘家山隧道采用帷幕注漿法對突水突泥災害進行處治，應用注漿量分析法、檢查孔法、p-q-t曲線法、地球物理探測法進行注漿效果等級評價，具體實施步驟如下：

(1)根據實際評價結果，確定表1中的評價指標及等級。

(2)確定二級指標因素權重。由技術方案2中的計算公式得二級指標權重分別為w注漿量＝(0.75，0.25)^t，w檢查孔＝(0.8，0.2)^t，wp-q-t＝(0.83，0.17)^t，w物探＝(0.67，0.33)^t。

(3)一致性檢驗。由技術方案3中的計算公式得二級判斷矩陣的一致性比例cr值均為0，各判斷矩陣通過一致性檢驗，具體參數(shù)見表3。

表3一致性檢驗指標

(4)鐘家山隧道發(fā)生多次突水突泥災害，前方地層空隙率較大甚至形成一定規(guī)模的空腔，漿液對地層有效的填充是保證注漿堵水及加固效果的關鍵。因此，注漿量是注漿技術參數(shù)中最重要的指標，得到判斷矩陣

根據上述(1)(2)(3)可得權向量及相關參數(shù)wa＝(0.5059，0.326，0.1137，0.0543)^t，λmax＝4.1453,ci＝0.048,cr＝0.054<0.1,通過一致檢驗。

(5)根據一、二級評價指標的權向量得出各影響因素對總目標的影響權值vci＝(0.38，0.126，0.26，0.065，0.094，0.019，0.036，0.018)。

(6)建立單因素評價矩陣,得到二級指標評判r1r2r3r4以及一級指標評判r:

表4單因素模糊評價矩陣

r1＝y(tǒng)b1×rb1＝(0.225，0.563，0.2，0.013)

r2＝y(tǒng)b2×rb2＝(0.08，0.47，0.33，0.12)

r3＝y(tǒng)b3×rb3＝(0.516，0.283，0.176，0.026)

r4＝y(tǒng)b4×rb4＝(0.184，0.25，0.417，0.149)

r＝y(tǒng)×r'＝(0.208，0.484，0.251，0.056)

(7)注漿效果評價結果分析。將參數(shù)代入公式a1,a2,a3,a4分別取1，2，3，4，得到評判結果m＝1×0.208+2×0.484+3×0.251+4×0.056＝2.153。參照表2，本例注漿效果等級為良，突水突泥可能性小,開挖過程中需要跟蹤觀察。

針對影響注漿治理效果評價的復雜因素，本實施例提出了一種合理的評價方法，運用模糊數(shù)學理論，基于層次分析法建立二級評價數(shù)學模型，計算出評價體系中各因素的影響權值，將人的主觀性進行數(shù)學表達，對注漿效果進行等級量化，使注漿效果等級評價更加客觀、準確。

圖3是本發(fā)明的一種隧道及地下工程注漿效果等級評價系統(tǒng)結構示意圖。

如圖3所示，本發(fā)明的一種隧道及地下工程注漿效果等級評價系統(tǒng)，包括：

(1)等級層次模型確定模塊，其用于建立注漿效果評價等級一級指標，由影響一級指標的相應因素確定為二級指標，量化各二級指標的評價等級，確定注漿效果評價等級層次模型；

其中，注漿效果評價等級一級指標包括：注漿量分析法、檢查孔法、p-q-t曲線法和地球物理探測法；

二級指標包括：

注漿量分析法的影響因素：注漿總量以及注漿量與地層匹配性；

檢查孔法的影響因素：涌水量和取芯情況；

p-q-t曲線法的影響因素：p-t曲線及q-t曲線；

地球物理探測法的影響因素：地質雷達法與瞬變電磁法。

(2)影響權值計算模塊，其用于根據注漿效果評價等級層次模型，確定一、二級評價指標的權向量，進而得出各影響因素對總目標的影響權值；

在所述影響權值計算模塊中，結合注漿效果評價等級層次模型，建立評價影響因素的比較判斷矩陣，對各因素重要性程度賦值并對比較判斷矩陣進行計算，進而得到二級評價指標的權向量。

在所述影響權值計算模塊中，還采用一致性指標來衡量比較判斷矩陣的一致程度。

在所述影響權值計算模塊中，針對不同地質特點及施工開挖安全要求，確定一級指標的重要程度；再結合注漿效果評價等級層次模型，進而得到一級評價指標的權向量。

(3)注漿加固效果等確定模塊，其用于分別賦予指標評價等級具體數(shù)值，再結合各影響因素對總目標的影響權值，利用模糊矩陣單值化方法確定出注漿加固效果等級。

根據評價影響因素及評價等級建立單因素模糊評價矩陣，得到二級指標的評價矩陣，對二級指標綜合評價得到一級指標的評價矩陣，最后對一級指標進行綜合評價。其中，評判結果為：

m：評價結果；

ai：評價等級具體數(shù)值(即評價等級賦值)；

ri：一級指標層對評語集的隸屬向量，即一級評價結果；

i：為1至n的正整數(shù)；

n：為正整數(shù)，含義為一級評價指標數(shù)(即某層的因素數(shù))。

針對影響注漿治理效果評價的復雜因素，提出了一種合理的評價系統(tǒng)，該系統(tǒng)運用模糊數(shù)學理論，基于層次分析法建立二級評價數(shù)學模型，計算出評價體系中各因素的影響權值，將人的主觀性進行數(shù)學表達，對注漿效果進行等級量化，使注漿效果等級評價更加客觀、準確。

上述雖然結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內。